再生稻與晚稻常規(guī)米質(zhì)及RVA 譜特征的對(duì)比研究

莫文偉，曠娜，鄭華斌，王曉敏，周蔚，唐啟源

(湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410128)

水稻是中國(guó)重要的糧食作物之一，在糧食安全方面占有極其重要的地位。隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，人們對(duì)稻米品質(zhì)的要求越來(lái)越高[1]。稻米品質(zhì)除受遺傳因素的控制外，也受環(huán)境因素(特別是溫度)的影響[2-4]。楊陶陶等[5]的研究結(jié)果表明，晚稻花后增溫1.73 ℃，糙米率和整精米率分別平均提高1.8%和3.5%。張桂蓮等[6]的研究結(jié)果表明，高溫顯著降低了稻米的精米率和整精米率，提高了堊白粒率和堊白度，高溫下稻米堿消值、膠稠度和直鏈淀粉含量下降，蛋白質(zhì)含量提高。峰值黏度、消減值和崩解值等淀粉粘滯性譜(RVA 譜)特征值與稻米蒸煮食味品質(zhì)密切相關(guān)，可作為評(píng)價(jià)蒸煮食味品質(zhì)的重要指標(biāo)[7-12]。淀粉RVA 特性受生態(tài)條件影響明顯，光溫條件的差異可導(dǎo)致RVA 譜的改變[13-15]。但是前人對(duì)于再生稻、一季晚稻和雙季晚稻稻米品質(zhì)的對(duì)比研究較少。為此，筆者選擇不同類型的水稻品種，研究再生稻與晚稻稻米品質(zhì)及RVA 譜的差異，以期為優(yōu)質(zhì)稻米的生產(chǎn)提供依據(jù)。

1 試驗(yàn)地概況

2018 年，在湖南省瀏陽(yáng)市永安鎮(zhèn)坪頭山村(28°14′15.36″N，113°18′42.11″E)進(jìn)行大田試驗(yàn)。該基地全年平均降水量為1 171.6 mm，年平均氣溫17.3 ℃，最高溫度37.7 ℃，最低溫度4.7 ℃。供試土壤為第四紀(jì)紅土發(fā)育的紅黃泥。前茬為雙季稻，pH 6.30，有機(jī)質(zhì)及總氮含量分別為18.4、1.09 g/kg，有效磷和有效鉀含量分別為7.81、98.6 mg/kg。

2 材料與方法

2.1 材料

供試品種為農(nóng)香32、黃華占、天優(yōu)華占、泰優(yōu)390、甬優(yōu)4149 和湘晚秈17。農(nóng)香32、湘晚秈17由湖南省水稻研究所提供，全生育期分別為137、117 d 左右；黃華占、天優(yōu)華占、泰優(yōu)390 由廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻研究所提供，全生育期分別為130、119、119 d 左右；甬優(yōu)4149 由寧波市種子有限公司提供，全生育期為133 d 左右。

2.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)。6 個(gè)品種均設(shè)再生稻、一季晚稻和雙季晚稻3 種種植方式。共18 個(gè)處理。3 次重復(fù)。小區(qū)面積30 m2。各小區(qū)筑埂隔離，用塑料薄膜覆蓋，單獨(dú)排灌。采用水育秧。再生稻于3 月25日播種，4 月25 日移栽；一季晚稻于5 月25 日播種，6 月25 日移栽；雙季晚稻于6 月25 日播種，7 月20日移栽。移栽株行距為20 cm×20 cm。再生稻、一季晚稻和雙季晚稻分別施純氮180、225、180 kg/hm2，氮、磷、鉀的施肥比例為1∶0.5∶0.8，氮肥用作基肥、分蘗肥、穗肥的施用比例為5∶2∶3，分蘗肥于移栽后10 d 左右施用，穗肥為幼穗分化第3 期施用。磷肥全部用作基肥，鉀肥用作基肥和穗肥的比例各占50%。再生稻在頭季稻齊穗后20 d 施尿素(含N 46.4%)150 kg/hm2，頭季稻收割后2 d，分別施尿素和鉀肥(含K2O 60%)225、75 kg/ hm2。水分管理及病蟲草害防治等均按高產(chǎn)栽培措施實(shí)施。

2.3 測(cè)定項(xiàng)目

2.3.1 稻米品質(zhì)的測(cè)定

成熟期適時(shí)收割，脫粒，貯藏3 個(gè)月。待理化性狀穩(wěn)定后，每個(gè)處理稱取3 份稻谷，每份100 g。按照GB/T 17891—2017 測(cè)定糙米率、精米率、整精米率、堊白粒率、堊白度、膠稠度等；用近紅外快速品質(zhì)分析儀(Infratec 1241 Grain Analyzer)測(cè)定直鏈淀粉含量。

2.3.2 RVA 譜特征的測(cè)定

采用澳大利亞Newport Scientific 生產(chǎn)的3-D 型黏度速測(cè)儀測(cè)定稻米淀粉 RVA 譜；用 TCW (Thermal Cycle for Windows)配套軟件進(jìn)行分析。根據(jù) AACC(美國(guó)谷物化學(xué)師協(xié)會(huì))操作規(guī)程(2000 61-02)，當(dāng)含水量為12.0%時(shí)，稱取水稻米粉3.00 g，加蒸餾水25.00 mL，進(jìn)行溫度處理：50 ℃下保持1 min；恒速升溫至95 ℃( 3.8 min)；95 ℃下保持2.5 min；恒速降溫至50 ℃ (3.8 min)，在50 ℃下保持1.4 min。攪拌器在起始10 s 內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)速率為960 r/min，之后保持160 r/min。RVA 譜特征值以峰值黏度、熱漿黏度、崩解值、消減值、糊化時(shí)間和糊化溫度表示。每個(gè)樣品測(cè)定2 次，結(jié)果取平均值。

2.3.3 氣象條件的測(cè)定

再生稻、一季晚稻和雙季晚稻全生育期期間的氣象數(shù)據(jù)來(lái)源于Vantage Pro 2 有線自動(dòng)氣象站。

2.4 數(shù)據(jù)處理與分析

采用Microsoft Excel 2013 進(jìn)行數(shù)據(jù)處理；采用Satatixs 和Origin 進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析；采用最小顯著極差法(LSD)進(jìn)行差異顯著性檢驗(yàn)。

3 結(jié)果與分析

3.1 再生稻與2 種晚稻的生育期及期間的溫度變化

3.1.1 再生稻與2 種晚稻的生育期比較

由表1 可知，再生稻齊穗至成熟的時(shí)間短于一 季晚稻和雙季晚稻的，一季晚稻齊穗至成熟的時(shí)間短于雙季晚稻的；全生育期的天數(shù)以再生稻的最短，僅為60～75 d，遠(yuǎn)遠(yuǎn)短于一季晚稻和雙季晚稻的，一季晚稻全生育期的天數(shù)短于雙季晚稻的。在一季晚稻和雙季晚稻種植下，農(nóng)香32 的生育期最長(zhǎng)，分別為119、126 d；在再生稻種植下，甬優(yōu)4149的生育期最長(zhǎng)，為75 d。

表1 不同種植方式下各品種的生育期 Table 1 Growth period of varieties under the different planting patterns

3.1.2 再生稻與2 種晚稻在稻米灌漿期間的溫度變化差異

溫度對(duì)稻米品質(zhì)的影響存在一定的時(shí)段效應(yīng)。由表2 可知，再生稻齊穗后20 d 內(nèi)的平均日最低溫度、平均日最高溫度和日平均溫度分別為23.4、31.9、27.1 ℃，變化范圍為21～30 ℃；一季晚稻的分別為23.5、31.9、27.1 ℃，變化范圍為24～30 ℃；雙季晚稻的分別為18.3、27.4、22.2 ℃，變化范圍為18～30 ℃。雙季晚稻的偏低。

表2 不同種植方式下水稻齊穗20 d 內(nèi)的溫度 Table 2 Temperature in 20 days after rice heading under different planting patterns ℃

3.2 再生稻與晚稻常規(guī)米質(zhì)性狀的比較

3.2.1 加工品質(zhì)

糙米率、精米率及整精米率是反映稻米加工品質(zhì)的重要指標(biāo)。由圖1 和表3 可知，3 種種植方式下，黃華占、天優(yōu)華占、泰優(yōu)390 和甬優(yōu)4149 的糙米率和精米率均分別達(dá)到80%和70%以上；再生稻整體的糙米率和精米率與一季晚稻、雙季晚稻的差異不顯著，整精米率與一季晚稻的無(wú)顯著差異，但顯著高于雙季晚稻的，比雙季晚稻的高16.8%。

圖1 不同種植方式下供試稻米的加工品質(zhì) Fig.1 The processing quality of rice varieties under different planting patterns

表3 不同種植方式下的稻米品質(zhì) Table 3 The rice quality under different planting patterns

3.2.2 外觀品質(zhì)

堊白粒率和堊白度是反映稻米外觀品質(zhì)的重要指標(biāo)。由表3 和圖2 可知，一季晚稻整體的堊白粒率和堊白度均低于再生稻和雙季晚稻的，且堊白粒率顯著低于雙季晚稻的；再生稻整體的堊白度和堊白粒率介于一季晚稻與雙季晚稻之間，再生稻的堊白度和堊白粒率分別比雙季晚稻的降低了7.7%和15.9%。黃華占、農(nóng)香32 和湘晚秈17 的外觀品質(zhì)較好，堊白粒率和堊白度均低于其他3 個(gè)品種的；天優(yōu)華占和甬優(yōu)4149 的外觀品質(zhì)較差，堊白粒率和堊白度均較高；一季晚稻種植下的天優(yōu)華占和再生稻、雙季晚稻種植下的甬優(yōu)4149 的堊白粒率和堊白度均超過(guò)10%和3%。

圖2 不同種植方式下供試稻米的外觀品質(zhì) Fig.2 The appearance quality of rice varieties under different planting patterns

3.2.3 蒸煮品質(zhì)

由表3 可知，再生稻整體的直鏈淀粉含量介于一季晚稻的和雙季晚稻的之間，比雙季晚稻的降低了3.3%，比一季晚稻的提高了2.9%；再生稻整體的膠稠度高于一季晚稻和雙季晚稻的，比一季晚稻提高了1.9%，比雙季晚稻的提高了3.0%，差異均未達(dá)顯著水平。

3.3 再生稻與晚稻在稻米R(shí)VA 譜特征上的差異

從表4 可知，天優(yōu)華占和甬優(yōu)4149 的熱漿黏度顯著高于湘晚秈17 的；泰優(yōu)390 的崩解值顯著高于其他5 個(gè)品種的；天優(yōu)華占的最終黏度顯著高于黃華占、農(nóng)香32 和湘晚秈17 的；泰優(yōu)390 的消減值顯著低于其他5 個(gè)品種的，其糊化時(shí)間顯著低于甬優(yōu)4149 的；甬優(yōu)4149 的糊化溫度顯著低于農(nóng)香32 的。

表4 6 個(gè)供試水稻品種的RVA 譜特征參數(shù) Table 4 The characteristic parameters of RVA spectrum between different varieties

從表5 可知，再生稻的RVA 譜特征性狀如峰值黏度、熱漿黏度、崩解值、最終黏度、消減值和糊化溫度均介于一季晚稻的和雙季晚稻的之間，再生稻和一季晚稻種植下的峰值黏度、熱漿黏度、崩解值和最終黏度高于雙季晚稻的，消減值、糊化時(shí)間和糊化溫度低于雙季晚稻的，一季晚稻的峰值黏度和崩解值顯著高于雙季晚稻的。

表5 不同種植方式下稻米的RVA 譜特征參數(shù) Table 5 The characteristic parameters of RVA spectrum under different planting patterns

4 結(jié)論與討論

前人對(duì)稻米品質(zhì)有較多研究，但有關(guān)再生稻與晚稻稻米品質(zhì)的對(duì)比研究較少。朱旭東等[16]的研究結(jié)果表明，晚季稻米比早季稻米堊白度小，透明度好，整精米率、消減值高；劉玉球等[17]研究表明，晚季種植材料的出糙率、精米率、整精米率、糊化溫度明顯增高，堊白粒率、堊白度明顯降低。本研究結(jié)果表明，6 個(gè)品種在再生稻、一季晚稻、雙季晚稻3 個(gè)種植方式下的糙米率和精米率差異不顯著，再生稻的整精米率顯著高于雙季晚稻，且不低于一季晚稻，堊白粒率和堊白度、直鏈淀粉含量介于一季晚稻和雙季晚稻之間，膠稠度略高于一季晚稻和雙季晚稻的。整體上，再生稻的常規(guī)米質(zhì)各項(xiàng)指標(biāo)介于一季晚稻和雙季晚稻之間，說(shuō)明再生稻稻米品質(zhì)比一季晚稻和雙季晚稻的更加穩(wěn)定。

RVA 譜與稻米蒸煮食味品質(zhì)密切相關(guān)。蒸煮食味品質(zhì)好的稻米一般峰值黏度和崩解值較大，熱漿黏度和消減值小，起始糊化溫度低[9]。本研究結(jié)果表明，再生稻的稻米R(shí)VA 譜特征參數(shù)介于一季晚稻和雙季晚稻之間，但與一季晚稻無(wú)顯著差異，如黃華占、天優(yōu)華占、泰優(yōu)390、甬優(yōu)4149、農(nóng)香32和湘晚秈17 在再生稻和一季晚稻種植下的平均峰值黏度、熱漿黏度、崩解值和最終黏度高于雙季晚稻的，消減值、糊化時(shí)間和糊化溫度低于雙季晚稻的。再生稻和一季晚稻種植下的直鏈淀粉含量低于雙季晚稻的，膠稠度高于雙季晚稻的，說(shuō)明再生稻和一季晚稻的蒸煮品質(zhì)優(yōu)于雙季晚稻。

同一品種在不同氣象條件下栽培，稻米品質(zhì)有較大變化。水稻開花至成熟階段的高溫可顯著縮短成熟時(shí)間，使成熟后期的糙米充實(shí)不良，堊白增大，胚乳透明度降低，籽粒不夠飽滿，降低整精米率[18]。徐富賢等[19]研究表明，齊穗后20 d 內(nèi)的日均氣溫對(duì)整精米率有明顯作用；賈志寬等[20]研究表明，日均溫度對(duì)稻米堊白大小的影響主要集中于齊穗后15 d之內(nèi)；程方民等[21]研究表明，溫度影響稻米直鏈淀粉含量的關(guān)鍵階段在水稻齊穗后20 d 內(nèi)?？梢?，水稻齊穗后20 d 內(nèi)的日均溫度是影響稻米品質(zhì)最關(guān)鍵的因素。本研究結(jié)果表明，齊穗后20 d 內(nèi)的日均溫度，再生稻的為27.1 ℃，變化范圍為21～30 ℃；一季晚稻的為27.1 ℃，變化范圍為24～30 ℃；雙季晚稻的為22.2 ℃，變化范圍為18～30 ℃。3 種種植方式下，6 個(gè)品種齊穗后20 d 內(nèi)的溫度均在30 ℃以下，表明灌漿結(jié)實(shí)期均不存在高溫脅迫問(wèn)題，有利于優(yōu)質(zhì)稻米的形成。